Kiedy naświetla się metalową płytkę, następuje jedynie efekt fotoelektryczny

Podsumowanie lekcji

Rozwiązywanie problemów na temat „Efekt fotograficzny”

Zadania:

edukacyjna: uczy rozwiązywania problemów o różnym stopniu złożoności dotyczących efektu fotoelektrycznego;

rozwojowy: rozwijać logikę i kreatywne myslenie, budować umiejętności działalność badawcza; rozwijać umiejętność pracy w grupie

wychowawcze: kultywowanie sumiennej postawy wobec przedmiotu.

Sprzęt : komputer, projektor, ekran.

Plan lekcji.

1. Moment organizacyjny. (Uczniowie formułują cel lekcji.)

2. Krótkie powtórzenie teorii efektu fotoelektrycznego.

3. Rozwiązywanie problemów.

4. Zadanie domowe.

5. Podsumowanie lekcji.

1. Dopasuj teksty kolumn:

2. Analiza algorytmu zastosowania równania Einsteina dla efektu fotoelektrycznego do rozwiązywania problemów

1. Opisano efekt fotoelektryczny Równanie Einsteina:

w którym - jest energią kwantu światła (fotonu),

Funkcja pracy elektronu opuszczającego metal,

Energia kinetyczna fotoelektronu.

2. Wyznaczanie energii fotonu.

2.1. Jeżeli w zadaniu podano wartość długości fali, należy skorzystać ze wzoru na powiązanie długości fali i prędkości jej propagacji z częstotliwością.

2.2. Energię jednego fotonu można wyznaczyć znając energię promieniowania:

gdzie N jest liczbą fotonów.

2.3. Energia fotonów jest powiązana z własne cechy foton jako cząstka światła. Wzór na zależność pędu od energii fotonu:

3. Znalezienie pracy elektronu z metalu.

Wartość funkcji pracy elektronu można wyznaczyć:

3.1. korzystając z tabeli referencyjnej „Funkcja pracy elektronu z metalu”, jeśli metal jest znany i nie ma wielkości utrudniających znalezienie funkcji pracy.

3.2. poprzez wartość czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego dla danego metalu w ten stan.

4. Zachowanie fotoelektronu po opuszczeniu metalu można opisać na podstawie następujących rozważań:

4.1. W opóźniającym jednolitym polu elektrycznym, zgodnie z twierdzeniem o energii kinetycznej, zmiana energii kinetycznej fotoelektronu jest równa pracy sił pola, tj.

4.2. Należy pamiętać, że ruch fotoelektronów wzdłuż linii pola ma charakter jednorodny pole elektryczne– ruch ze stałym przyspieszeniem.

4.3. Jeżeli fotoelektrony wejdą w jednorodne pole magnetyczne, to w zależności od kąta między wektorem prędkości a wektorem indukcji magnetycznej poruszają się prostoliniowo (= 0°, = 180°), po okręgu (= 90°) lub po spirali (90° 0°). .

Przykładowo przy = 90° fotoelektron porusza się pod wpływem siły Lorentza z przyspieszeniem po okręgu o promieniu , a okres obrotu fotoelektronu jest równy

3. Rozwiązywanie problemów w grupach następnie obrona decyzji

Zadania do rozwiązania w grupach:

I. Warunki wystąpienia efektu fotoelektrycznego.

II. Równanie Einsteina na efekt fotoelektryczny.

Poziom A.

Jaką energię mają elektrony wyrzucone z tlenku baru przez światło o długości fali 600 nm?

Znajdź częstotliwość światła wywołującą efekt fotoelektryczny w srebrze, jeśli maksymalna prędkość fotoelektronów wynosi 600 km/s.

Poziom B.

Poziom C.

4. Praca domowa: należy wybrać problemy z tego tematu w materiałach Unified State Exam, opracować algorytm ich rozwiązania i ułożyć rozwiązanie w formie prezentacji.

Bibliografia

1. Myakishev G.Ya. Fizyka: Podręcznik dla klasy 11. instytucje edukacyjne– M.: Edukacja, 2012.-399 s.

2. Khannanov N.K., G.G. Nikiforow, V.A. Orłow Wielka Egzamin państwowy 2015. Fizyka. Zbiór zadań / Moskwa: Eksmo, 2014. - 240 s./

3. N.I. Zorin Unified State Exam 2015 Fizyka. Rozwiązywanie problemów. / Moskwa: Eksmo, 2014.- 320 s./

4. Zasoby Internetu http:// www. np. ru http:// fipi. ru

Zadania przygotowujące do jednolitego egzaminu państwowego na temat „Efekt fotograficzny”

Zadania typu B (należy rozwiązać w wersji roboczej i poprawnie sformatować odpowiedź) Zadania typu C (wymagają szczegółowego, szczegółowego rozwiązania)

W 1. Kiedy katoda jest naświetlana światłem o częstotliwości 1,2 1015 Hz, fotoprąd zatrzymuje się, gdy między katodą a anodą zostanie przyłożone napięcie 1,65 V. Jaka częstotliwość odpowiada czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego dla substancji katodowej? Otrzymaną odpowiedź liczbową pomnóż przez 10–13, następnie zaokrąglij do liczb całkowitych i zapisz wynik w formularzu odpowiedzi.

O 2. Rysunek przedstawia widmo emisyjne sodu. Liczby na osi liczb to długości fal w nm (10–9 m . )Oszacuj częstotliwość fotonów tworzących promieniowanie zarejestrowane w danym widmie. Zaokrąglij odpowiedź do dwóch cyfr znaczących i pomnóż przez 10-13 i zapisz to w formularzu odpowiedzi.

O 3. Fotokatoda pokryta wapniem (funkcja pracy A = 4,42 1O 19 J), oświetlony światłem o częstotliwości równej 2 IO 15 Hz Elektrony emitowane z katody wchodzą w jednolite pole magnetyczne prostopadłe do linii indukcyjnych tego pola i poruszają się po okręgu o maksymalnym promieniu 10 mm. Czym jest indukcja? pole magnetyczne W? Wyraź odpowiedź w militeslach i zaokrąglij do jednego miejsca po przecinku (Odpowiedź: 0,8 Tesli)

O 4. Kiedy napromieniowany metalowy talerz efekt fotoelektryczny zachodzi tylko wtedy, gdy pęd p padających na niego fotonów przekracza 3,6 10 - 27 kg SM. Z jaką prędkością elektrony opuszczą płytkę, jeśli zostanie ona napromieniowana światłem o częstotliwości dwukrotnie większej? Wyraź swoją odpowiedź liczbową w km/s i zaokrąglij do liczb całkowitych.

C1. Fotokatodę naświetla się światłem o długości fali 300 nm. Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla substancji fotokatody wynosi 400 nm. Jakie jest napięcie U trzeba dołączyć pomiędzy anodą a katodą, aby fotoprąd ustał?

C2. W próżni znajdują się dwie elektrody pokryte wapniem, do których podłączony jest kondensator o pojemności C 1 = 10 000 pF. Kiedy katoda jest oświetlana przez długi czas światłem, powstały fotoprąd początkowo zatrzymuje się, a na kondensatorze pojawia się ładunek Q = 10 -8 kl. Funkcja pracy uwolnienia elektronów z wapnia A = 4,42 10 -19 J. Określ długość fali światła oświetlającego katodę.

C3. Do przyspieszania statków kosmicznych i korygowania ich orbit proponuje się zastosowanie żagla słonecznego – lekkiego, wielkopowierzchniowego ekranu wykonanego z przymocowanej do aparatu cienkiej folii, która odbija światło słoneczne. Jaka jest przyrostowa zmiana prędkości statku kosmicznego o masie 1000 kg (wliczając masę żagla) w ciągu 24 godzin, jeśli wymiary żagla wynoszą 200 m x 200 m? Moc W Promieniowanie słoneczne padające na 1 m2 powierzchni prostopadłej do promieni słonecznych wynosi 1370 W/m2.

Pytanie 5. Fotony o energii 6 eV wybijają elektrony z powierzchni metalu. Funkcja pracy elektronów opuszczających metal wynosi 5,7 eV. Jaki pęd uzyskuje elektron opuszczając powierzchnię metalu? Pomnóż odpowiedź liczbową przez 10 25 i wpisz ją w formularzu odpowiedzi, zaokrąglając do liczb całkowitych.

C4. Jaka jest długość fali odpowiadająca czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego, jeśli metalowa płytka jest naświetlana światłem o długości fali λ = 3,3. 10 -7 m maksymalna prędkość wyrzucanych elektronów wynosi 800 km/s?

C5. Efekt fotoelektryczny tego metalu rozpoczyna się przy częstotliwości promieniowania = 6 10 14 Hz. Znajdź częstotliwość światła padającego, jeśli fotoelektrony emitowane z powierzchni metalu zostaną całkowicie zatrzymane przez siatkę, której potencjał względem metalu wynosi U=4B

S4(2003

S4(2003)Kiedy metal naświetla się światłem o długości fali 245 nm, obserwuje się efekt fotoelektryczny. Funkcja pracy elektronu z metalu wynosi 2,4 eV. Oblicz, jakie napięcie należy przyłożyć do metalu, aby 2-krotnie zmniejszyć maksymalną prędkość emitowanych fotoelektronów.

Zadanie C5(2005)

Fotony o energii 5 eV wybijają elektrony z powierzchni metalu. Funkcja pracy elektronów opuszczających metal wynosi 4,7 eV. Jaki pęd uzyskuje elektron opuszczając powierzchnię metalu?

S5 (2007)

Fotokatoda pokryta wapniem (funkcja pracy 4,42× 10–19 J), oświetlony światłem o długości fali 300 nm. Elektrony emitowane z katody wchodzą w jednolite pole magnetyczne z indukcją 8.3× 10 –4 T prostopadle do linii indukcyjnych tego pola. Jaki jest maksymalny promień okręgu, po którym poruszają się elektrony?

Temat lekcji : Rozwiązywanie problemów na temat „Efekt fotograficzny”

Typ lekcji : Lekcja - warsztat

Cele:

Ćwiczenie umiejętności rozwiązywania problemów różne rodzaje i poziom zgodnie z Materiały do ​​​​egzaminu ujednoliconego stanu

Zadania:

edukacyjny : ugruntuj umiejętność rozwiązywania problemów na dany temat, naucz, jak rozwiązywać problemy o zwiększonej złożoności za pomocą efektu fotoelektrycznego;

rozwijający się : dalsze rozwijanie umiejętności analizowania, uogólniania, stosowania zdobytej wiedzy przy rozwiązywaniu problemów (jakościowych, graficznych, obliczeniowych), umiejętności pracy w grupie i rozwijania niezależności.

pielęgnujący : kultywowanie uwagi, poczucia odpowiedzialności,

kultywuj sumienne podejście do tematu.

Sprzęt : komputer, projektor, tablica interaktywna, materiały informacyjne

Plan lekcji:

Moment organizacyjny.

Badaniedomzadania.

Rozwiązywanie zadań części A, B, C egzaminu Unified State Exam

Relaks

Zreasumowanie. Dom. Ćwiczenia.

Odbicie

1. Moment organizacyjny

2..Dopasuj teksty kolumn:

Poziom A.

Jaką energię mają elektrony wyrzucone z tlenku baru przez światło o długości fali 600 nm?

Znajdź częstotliwość światła wywołującą efekt fotoelektryczny w srebrze, jeśli maksymalna prędkość fotoelektronów wynosi 600 km/s.

Poziom B.

Poziom C.

Zadania do pracy w grupach

grupa A

Podczas oświetlania metalowej powierzchni światłem o częstotliwości 5 10 14 Uwalniane są fotoelektrony Hz. Jaka jest funkcja pracy fotoelektronów z metalu przy maksymalnej energii kinetycznej elektronu wynoszącej 1,2 eV?

Zadania do pracy w grupach

Grupa B

Funkcja pracy elektronu z baru wynosi 3,9 · 10 -19 J. Prędkość fotoelektronów 3 10 5 SM. Wyznacz długość fali światła i czerwoną granicę efektu fotoelektrycznego.

Zadania do pracy w grupach

Grupa C

W zjawisku efektu fotoelektrycznego elektrony wyrywane z powierzchni metalu przez promieniowanie o częstotliwości 2 10 15 Hz, są całkowicie opóźnione przez pole hamowania przy napięciu 7 V i częstotliwości 4 10 15 Hz – przy napięciu 15 V. Na podstawie tych danych oblicz stałą Plancka.

5. Podsumowanie. Praca domowa:

Praca domowa

Znajdź częstotliwość światła usuwającego z metalu elektrony, które są całkowicie opóźniane przez różnicę potencjałów 3 V. Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla danego metalu wynosi 6 10 14 Hz

Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla niektórych metali wynosi 0,5 mikrona. Przy jakiej częstotliwości padającego światła elektrony wyemitowane z jego powierzchni zostaną całkowicie opóźnione o potencjał 3 V

Energia fotonu jest równa energii kinetycznej elektronu, który miał prędkość początkową 106 m/s i przyspieszenie o różnicę potencjałów 4 V. Znajdź długość fali fotonu.

(C6) W próżni znajdują się dwie płytki pokryte wapniem, do których podłączony jest kondensator o pojemności C = 8000 pF. Kiedy jedna z płytek jest oświetlana przez długi czas światłem, powstały fotoprąd początkowo zatrzymuje się, a na kondensatorze pojawia się ładunek q = 11 · 10 -9 kl. Funkcja pracy elektronów opuszczających wapń A=4,42·10 -19 J. Wyznacz długość fali światła oświetlającego płytkę?

6. Refleksja:wypełnijcie ankiety, które leżą na Waszych biurkach.

Zaznacz znakiem „+” stwierdzenia, z którymi się zgadzasz, oraz znakiem „-”, z którymi się nie zgadzasz:

Wiele się dzisiaj nauczyłem;

Byłem zainteresowany lekcją;

Byłem znudzony;

Niektóre rzeczy były niejasne, ale będę mógł to zrozumieć, kiedy przeczytam podręcznik;

Nie wszystko jest jeszcze jasne, będziesz potrzebować pomocy nauczyciela

Nic nie dostałem;